6月4日，哈電集團高端發(fā)電裝備研制再結(jié)碩果，哈電集團電機公司研制的世界最高額定水頭天臺抽水蓄能項目首臺導(dǎo)水機構(gòu)順利通過業(yè)主驗收。驗收結(jié)果表明，天臺導(dǎo)水機構(gòu)的導(dǎo)葉軸孔同軸度、活動導(dǎo)葉立面間隙、活動導(dǎo)葉端面間隙、活動導(dǎo)葉開度等數(shù)據(jù)，均達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

這是哈電集團繼成功研制天臺1000兆帕級高強鋼引水鋼岔管之后，在該項目上取得的又一項重大成果。

天臺抽水蓄能電站額定水頭724米世界最高、單機容量425兆瓦國內(nèi)最大。為了打造精品機組，哈電集團電機公司針對機組超高水頭、大容量的特性，持續(xù)進行優(yōu)化設(shè)計，極大地提高機組運行效率、穩(wěn)定性和安全性。導(dǎo)水機構(gòu)是機組水力通道組成部分的核心部件之一，是控制進入機組水流方向和大小的裝置，主要作用是將蝸殼內(nèi)的水導(dǎo)入轉(zhuǎn)輪，通過導(dǎo)葉角度的變化，以達到水能利用的最優(yōu)化，對整個機組的運行效率、穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。此次通過順利驗收的天臺導(dǎo)水機構(gòu)，高約4.3米，裝配外圓直徑6.96米，裝配總重量達254.2噸，其主件包括頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、控制環(huán)，以及導(dǎo)葉臂、連接板、連桿、偏心銷和連接銷等組成的傳動機構(gòu)，具有尺寸大、噸位重、在制周期長等特點，其頂蓋、底環(huán)同心度，導(dǎo)葉端面間隙、立面間隙等要求都非常嚴格，較以往同類機組導(dǎo)水機構(gòu)的裝配難度更大。

頂蓋是導(dǎo)水機構(gòu)最重要的結(jié)構(gòu)部件之一，需要具有足夠的強度和剛度，以承受機組運行過程中各個工況下的水壓力，減小最大壓力脈動及飛逸工況下產(chǎn)生的振動。天臺抽水蓄能機組作為目前額定水頭世界最高的抽水蓄能機組，其導(dǎo)水機構(gòu)頂蓋承受壓力，也是目前世界抽水蓄能機組中最大的。同時，由于機組轉(zhuǎn)速很高，各部件的直徑尺寸并未顯著增加，這給頂蓋、頂蓋與座環(huán)連接螺栓的設(shè)計帶來很大難度。為滿足頂蓋對剛度、強度的設(shè)計要求，哈電集團電機公司在天臺頂蓋上采用了上法蘭結(jié)構(gòu)，法蘭板采用了目前為止可軋制的最厚鋼板，并通過反復(fù)的有限元剛強度及動態(tài)特性計算等優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使其實現(xiàn)了在高水頭的水泵及發(fā)電工況均可滿足相關(guān)要求。為滿足高壓力的使用要求，哈電集團電機公司在天臺項目的頂蓋與座環(huán)連接螺栓制造上，首次采用了屈服強度達到1000兆帕級的鍛件材料。

此外，因水頭超高，機組運行時導(dǎo)葉水力矩大，導(dǎo)水機構(gòu)的操作也需要更大等級的接力器和受力更大的導(dǎo)水零件。如何在有限的空間內(nèi)，既滿足剛強度的要求，又保證導(dǎo)水機構(gòu)各零件運動時不干涉，是天臺項目導(dǎo)水機構(gòu)設(shè)計必須破解的難點。哈電集團電機公司利用程序計算、零部件有限元剛強度分析、機構(gòu)三維運動仿真等多種手段反復(fù)優(yōu)化，最終實現(xiàn)了導(dǎo)水機構(gòu)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計。